Ученые создали газовый датчик на сахарной основе, различающий зеркальные молекулы запаха

Исследователи разработали новый тип газового сенсора, способного различать «зеркальные» версии одной и той же молекулы запаха даже при очень низких концентрациях. Технология, описанная в журнале Chemistry – A European Journal, использует углеродные нанотрубки, покрытые специально созданными рецепторами на основе сахаров.

Графическая абстракция. Авторы: Ариэль Шитрит, Йонатан Сухран и др.

Система, созданная под руководством профессоров Шломо Ицхаика и Маттана Хуревича из Еврейского университета в Иерусалиме, позволяет идентифицировать летучие соединения, такие как терпены, на молекулярном уровне. Специальные сахарные молекулы, прикрепленные к нанотрубкам, формируют точную химическую «архитектуру», способную взаимодействовать даже со слабо связывающимися молекулами запаха.

В ходе испытаний модернизированные датчики четко различали зеркальные формы молекул лимонена и карвона, демонстрируя рекордную чувствительность. Например, версию (–)-лимонена сенсор обнаруживал при концентрации всего 1,5 части на миллион, что примерно в десять раз чувствительнее многих существующих аналогов.

Совместно с коллегами из Технического университета Дрездена и Йенского университета им. Фридриха Шиллера (Германия) команда с помощью компьютерного моделирования показала, как система различает энантиомеры. Разница в их взаимодействии с покрытой сахаром поверхностью влияет на движение электронов в нанотрубках, что фиксируется изменением электрического сигнала.

Эта работа является частью европейского консорциума SMELLODI, изучающего связь между запахом тела, восприятием и физиологическим состоянием. В перспективе технология может лечь в основу «электронных носов» для неинвазивной медицинской диагностики (например, анализа выдыхаемого воздуха), мониторинга окружающей среды и контроля качества в пищевой и парфюмерной промышленности.

ИИ: Это интересный пример того, как биоинспирированные материалы (сахара) объединяются с нанотехнологиями (углеродные нанотрубки) для решения сложной задачи — хирального распознавания в газовой фазе. Возможность настраивать рецепторы открывает путь к созданию целых массивов датчиков для анализа сложных смесей запахов, что может найти применение в самых разных областях уже в ближайшем будущем.